Amplituud vs sagedus
Amplituud ja sagedus on perioodiliste liikumiste kaks põhiomadust. Nende mõistete nõuetekohane mõistmine on vajalik selliste liikumiste uurimiseks nagu lihtsad harmoonilised liikumised ja summutatud harmoonilised liikumised. Selles artiklis arutleme, mis on sagedus ja amplituud, nende definitsioonid, amplituudi ja sageduse mõõtmine ja sõltuvus ning lõpuks amplituudi ja sageduse erinevus.
Sagedus
Sagedus on mõiste, mida arutatakse objektide perioodiliste liikumiste korral. Sageduse mõiste mõistmiseks on vajalik perioodiliste liikumiste õige mõistmine. Perioodilist liikumist võib pidada mis tahes liikumiseks, mis kordub kindla ajaperioodi jooksul. Päikese ümber pöörlev planeet on perioodiline liikumine. Maa ümber tiirlev satelliit on perioodiline liikumine, isegi tasakaalupalli komplekti liikumine on perioodiline liikumine. Enamik perioodilisi liikumisi, millega kokku puutume, on ümmargused, lineaarsed või poolringikujulised. Perioodilisel liikumisel on sagedus. Sagedus tähendab sündmuse sagedust. Lihtsuse huvides võtame esinemisi sekundis sagedusena. Perioodilised liikumised võivad olla kas ühetaolised või ebaühtlased. Vormil võib olla ühtlane nurkkiirus. Sellistel funktsioonidel nagu amplituudmodulatsioon võib olla topeltperiood. Need on perioodilised funktsioonid, mis on kapseldatud teistesse perioodilistesse funktsioonidesse. Perioodilise liikumise sageduse pöördvõrdeline väärtus annab perioodi aja. Perioodilised liikumised on ka lihtsad harmoonilised liikumised ja summutatud harmoonilised liikumised. Seega saab perioodilise liikumise sageduse saada ka kahe sarnase esinemise vahelise ajavahe abil. Lihtsa pendli sagedus sõltub ainult pendli pikkusest ja gravitatsioonikiirendusest väikeste võnkumiste korral. Lihtsa pendli sagedus sõltub ainult pendli pikkusest ja gravitatsioonikiirendusest väikeste võnkumiste korral. Lihtsa pendli sagedus sõltub ainult pendli pikkusest ja gravitatsioonikiirendusest väikeste võnkumiste korral.
Amplituud
Amplituud on ka perioodilise liikumise väga oluline omadus. Amplituudi mõiste mõistmiseks tuleb mõista harmooniliste liikumiste omadusi. Lihtne harmooniline liikumine on selline liikumine, et suhe nihke ja kiiruse vahel on a = -ω 2x kus “a” on kiirendus ja “x” on nihe. Kiirendus ja nihe on antiparalleelsed. See tähendab, et objekti netojõud on ka kiirenduse suunas. See suhe kirjeldab liikumist, kus objekt kõigub keskpunkti ümber. On näha, et kui nihe on null, on ka objekti netojõud null. See on võnkumise tasakaalupunkt. Objekti maksimaalset nihet tasakaalupunktist nimetatakse võnkumise amplituudiks. Lihtsa harmoonilise võnke amplituud sõltub rangelt süsteemi kogu mehaanilisest energiast. Lihtsa vedrumassi süsteemi korral, kui kogu siseenergia on E, on amplituud võrdne 2E / k, kus k on vedru vedrukonstant. Sellel amplituudil on hetkeline kiirus null;seeläbi on kineetiline energia samuti null. Süsteemi koguenergia on potentsiaalse energia kujul. Tasakaalupunktis muutub potentsiaalne energia nulli.
Mis vahe on amplituudil ja sagedusel?
• Amplituud sõltub rangelt kogu süsteemi energiast, võnkumise sagedus aga ostsillaatori omadustest.
• Antud süsteemi puhul saab amplituudi muuta, kuid sagedust mitte.
